挤出机步进丢步/喷嘴堵塞

如果你使用的是非齿轮化挤出机,尤其是以Bowden方式安装的挤出机——例如原装的 Ender 3,最终很可能会遇到挤出机电机打滑的问题,你会听到挤出机发出咔嗒声。观察挤出机时,你会看到齿轮跳齿,并且会出现缺料、挤出不均匀或完全不挤出的情况。

最常见的原因是挤出机步进电机的扭矩不足以克服将耗材推动通过喷嘴所需的力。这可能由几种不同情况引起,这也是为什么带齿轮比的挤出机更受欢迎。该机械优势会导致步进电机旋转得更快(更高的E步数),但会降低施加在步进电机上的扭矩。

当使用双驱动、有齿轮比的挤出机,尤其是直接驱动而非Bowden时,通常不会出现挤出机电机跳步的问题——除非你在第一层打印时喷嘴距打印床太近,或有喷嘴堵塞。不管挤出机是否为双驱动,适当的齿轮比确实有帮助。我们实际上注意到那些没有高于1:1齿轮比但采用双齿轮结构的挤出机仍可能大量发生电机跳步。真正起作用的是齿轮比。不论如何,下面列出了一些可以消除挤出机电机跳步的方法。

你的第一层是否离打印床太近?

第一层的合适Z高度至关重要。当喷嘴离打印床太远时,可能会导致“意大利面怪兽”(外观拉丝)或热端被弄脏;当热端太近时,你可能会损坏打印床或喷嘴,或只是遭遇挤出机电机跳步。

当喷嘴太近时,挤出机试图通过喷嘴推出耗材,但没有足够空间让其排出,这会导致挤出机电机无法再推进材料。这会导致耗材被剥齿或挤出机电机跳步。

确保为耗材在第一层留下足够的空间以便正确铺展,从而避免此类烦恼。

降低打印速度。

挤出机发出跳齿声的一个常见原因是你打印速度过快。根据喷嘴直径,喷嘴每秒只能推出有限量的耗材。因此,就像交通瓶颈一样,如果尝试推送过快(尤其是在非齿轮化挤出机和小喷嘴直径的情况下),会出现停滞现象。

这可能导致耗材被磨损或挤出机步进电机跳步。一般经验法则是在非齿轮化挤出机上不要以超过喷嘴直径×100的速度打印。因此如果你使用0.4mm喷嘴,应将打印速度限制在40mm/s,并根据性能进行调整——这是针对便宜机器自带基础挤出机时的建议。对行业中一些有经验的人来说这可能显得慢,但这是我们在非齿轮化、廉价塑料挤出机上打印的粗略估计。像 Bambu Lab 提供的新型高速机器显然可以运行得更快。

如果机器上有LCD屏幕,你可以在打印过程中测试这一点。大多数LCD设置设计为在打印过程中转动旋钮时可改变进给率(速度)。较新的机器会有可触控或可进入的“Feed Rate”或简写“FR”选项。如果你听到咔嗒声并想查看降低速度是否能解决问题,请降低进给率。降到90%或更低,观察跳动是否减少。你也可以在切片软件中直接降低速度并生成新的G-code。

如果问题仍然存在,你可能需要检查耗材中是否含有过多水分。

提高挤出温度

在尝试此项之前,确保你的问题不是由于热爬(heat creep)或喷嘴堵塞引起的。如果你因热爬在筒体内出现堵塞,升高挤出温度只会使问题更糟。

如果你没有遇到热爬问题并且机筒保持接近室温,可以尝试稍微提高挤出温度以降低步进电机跳步的可能性。通常你不希望超出推荐的打印温度范围,但我们确实有几次不得不这样做才能正确打印。这可能无效,这也是本页提供其他解释的原因,但如果你的打印温度低于该耗材需求,就无法达到合适的粘度。

只要仍在材料接受的挤出温度范围内,这种温度提升将允许更多耗材以更快的速率通过喷嘴。

更换材料类型时要小心

与喷嘴堵塞和喷嘴上堆积材料一样,更换耗材类型时也要小心以避免挤出机电机跳步。当你从高温材料换到低温材料(例如从 ABS 换到 PLA)时,确实需要确保在继续之前清除所有先前的材料。如果只是把热端加热到210°C并推动PLA通过,喷嘴内很可能仍残留部分ABS。

最好的方法是做冷拔(cold pull),在先前使用材料的温度下推动耗材,然后让热端冷却到130°C,拔出耗材。重复此过程直到不再出现旧材料为止。

热端中有任何碎屑,或任何可能导致堵塞或阻碍耗材路径的东西,都会导致挤出机电机跳步。

喷嘴过小

你使用的喷嘴越小,越有可能出现步进电机跳步。许多人在使用0.25mm喷嘴并配合非齿轮化挤出机时几乎无法正常打印。轻微的电机跳步会导致打印看起来像是严重缺料。E步数可能完全正确,但打印看起来仍像是缺料。

这是因为喷嘴点的瓶颈效应增强所致。

放松压紧轮(idler)的张力

大多数挤出机设置都有一个压紧轮,可让你调整张力——将耗材夹在齿轮或螺栓与压紧轮之间。这个张力对于防止耗材被磨损并确保正确数量的材料被推进挤出机是必要的。

虽然需要适度的张力,但当然也可能过紧。当过紧时,你实际上会把耗材压扁,使其变得太宽而无法顺利进给。材料太胖无法进给时,会出现类似热爬的情况,或发生耗材剥齿,也可能导致挤出机电机跳步。

在扭矩不大的电机上夹得过紧也会在接触点造成跳动。尽管紧的压紧轮可以很好地抓住耗材,但对于挤出机电机(尤其是非齿轮化的)来说更难旋转。

如果你注意到压紧轮的张力非常紧并且出现步进电机跳步,试着稍微放松一些。不幸的是,像 Ender 3 这类廉价机器自带的塑料劣质挤出机通常无法调整此张力。减小压紧轮张力的唯一方法可能是剪断弹簧或换用不同弹簧,这样又有可能使压紧轮过松。如果太松,齿轮或螺栓会开始在耗材上打滑,从而出现缺料。

确保耗材路径畅通

确保耗材路径畅通的第一步是检查喷嘴是否堵塞以及热端设置中是否有残留物。你需要确保筒体内的路径没有旧材料和碎屑。可以在通风良好的区域用加热枪或加热方式清除旧塑料。

除了旧材料和碎屑,我们还指耗材在被送入挤出机前实际经过的通道。如果你的3D打印挤出机支架翘曲或未达到公差要求,可能会导致耗材无法顺利通过。为让耗材进入筒体所需的任何大弯曲都会增加送料难度。线轴或通向挤出机的通路处的阻力也会导致问题。

你可能需要打印(或购买)新的挤出机零件,以在你的机器上获得更紧的公差和更顺畅的通向热端的路径。这也是为什么只想从信誉良好的制造商购买公差严格的热端的另一个原因。

全金属热端允许加热而不需要特氟龙(Teflon)内管。特氟龙内管在长期加热过程中可能变形,使耗材路径不畅。

你还应拆卸挤出机并确保没有任何东西阻塞该通道。可能有一段断裂的耗材卡在里面,你看不见但它阻挡了材料的顺利通过。

将PTFE管推到底部

如果你使用的是非全金属的原装热端,你需要确保PTFE管已被推到底加热块(heaterblock)。如果加热块和管子之间有缝隙,肯定会至少导致轻微堵塞,并使挤出机跳齿问题更糟。这在全金属热端上显然不会是问题。

升级为具有适当齿轮比的挤出机

我们并不喜欢大多数廉价机器自带的挤出机,因为它们没有适当的齿轮比。这意味着挤出机为1:1比率,即对电机没有机械优势。步进电机每转一圈与齿轮转动推动耗材的关系是直接1:1。即便是某些Creality机器配备的金属双驱动挤出机也没有机械优势,仍会导致挤出机电机跳步。幸运的是,现代打印机开始在出厂配置上使用更好的挤出机,但旧机器确实没有。

如果你使用非常小的喷嘴或试图高速打印,你几乎肯定需要一款带齿轮比的挤出机。即使使用原厂设置和零件,廉价机器上基础挤出机也可能导致挤出机电机跳步。

当你更换为带齿轮的挤出机时,需要更改你的E步数。齿轮比越高,步进电机为挤出相同量的材料需要转动得越多。

若使用非常大口径喷嘴,请升级热端

当使用非常大口径的喷嘴(例如1mm)时,除非你非常慢速打印,否则材料很难达到合适的粘度。这是因为你现在通过喷嘴推动了更多的材料体积。如果想在较大喷嘴口径下仍保持不错的打印速度,就需要像 Volcano 热端这样的配置。

修复喷嘴堵塞和挤出机电机跳步的总结

  • 确认你的第一层没有离打印床太近。

  • 放慢打印速度(在打印过程中手动通过旋钮更改进给率)

  • 通过烘干耗材或更换卷轴来检查耗材中是否含有过多水分。

  • 稍微提高挤出温度进行打印。

  • 放松挤出机压紧轮(idler)的张力。

  • 保持清晰、直线的耗材路径。如有需要,在Thingiverse上重新打印或寻找更合适的挤出机支架。拆卸热端和挤出机以检查是否有任何阻挡物。

  • 如果步进电机电流未达到极限且没有过热现象,可增加步进电机电流。供电不足肯定会导致跳步。

  • 如果在未升级挤出机的情况下使用小于0.4mm的喷嘴并发生问题,可考虑增大喷嘴直径。

  • 如果你有一台旧打印机,升级为具有更高齿轮比的挤出机。过去廉价机器自带的劣质挤出机无法胜任。你可以选择 E3D、Bondtech、BIQU、DropEffect 等众多厂商的产品。即便是 E3D 的老款 Titan 挤出机也会大幅减少步进电机跳步问题,因为它具有合适的齿轮比。

  • 如果你不想以爬行速度打印且正在使用较大直径的喷嘴,你很可能需要升级热端。大口径喷嘴需要像 Volcano 热端或类似竞品的配置。

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